KR100950680B1 - 연성인쇄회로기판 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 연성인쇄회로기판은, 폴리이미드기판과, 상기 폴리이미드 기판의 적어도 일면상에 형성되는 동박판과; 상기 동박판상에 형성되는 커버 레이어층와, 상기 커버 레이어층상에 형성되는 은 나노 코팅층을 포함하는 점에 그 특징이 있다. 여기서, 상기 은 나노 코팅층은 제 1 니켈층, 은나노층, 제 2 니켈층, 절연층을 포함한다.

본 발명의 연성인쇄회로기판 및 그 제조방법은 동적층판에 은 나노 코팅층을 형성함으로써 그라운드 면적을 극대화시켜 회로 패턴에 흐르는 전류의 저항을 감소시키고 전자기파의 차폐, 노이즈 및 정전기의 발생을 차단할 수 있다.

연성인쇄회로기판, 그라운드, 굴곡성, 노이즈

Description

연성인쇄회로기판 및 그 제조방법{FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board;FPCB) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동적층판에 은 나노 코팅층을 형성함으로써 그라운드 면적을 극대화시켜 회로 패턴에 흐르는 전류의 저항을 감소시키고 전자기파의 차폐, 노이즈 및 정전기의 발생을 차단할 수 있는 연성인쇄회로기판 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 전자산업 기술분야에서 반도체 집적회로의 집적도 발전, 소형 칩 부품을 직접 탑재하는 표면실장기술의 발전 및 전자 장비들의 소형화 추세에 따라, 보다 복잡하고 협소한 공간에서도 내장이 용이한 인쇄회로기판의 필요성이 증대되었으며, 이러한 요구에 부응하여 연성인쇄회로기판이 개발되었다. 이러한 연성인쇄회로기판은 휴대단말기, LCD, PDP, 카메라, 프린터 헤드 등 전자장비들의 발전으로 인하여 사용이 급격히 증가하면서 그 요구는 더욱 늘어가고 있는 추세이다.

위와 같은 연성인쇄회로기판의 종류로는, 회로패턴이 형성된 위치와 그 수에 따라 단면, 양면 및 다층으로 대별된다. 이들 중 단면 연성인쇄회로기판은 회로패 턴이 한쪽 면에만 형성된 것으로서, 부품의 실장밀도가 낮고 제조방법이 간단하다. 양면 연성인쇄회로기판은 회로패턴이 상하 양면에 형성된 것으로서, 상하 회로는 관통홀을 통해 연결된다. 다층 연성인쇄회로기판은 내층회로와 외층회로를 갖는 입체구조의 회로기판으로서, 입체배선에 의한 고밀도 부품실장과 배선거리의 단축이 가능하다는 장점을 갖는다.

상기한 바와 같은 연성인쇄회로기판을 제조하기 위해서는, 폴리이미드(Polyimide) 수지와 같은 절연성 필름의 일면 또는 양면에 동박층이 형성된 동적층판(FCCL)에 드라이 필름(Dry film)을 라미네이팅(Laminating) 한 후, 순차적으로 노광, 현상 및 에칭으로 회로패턴을 형성한 다음, 동적층판의 외측에 커버레이 필름(Coverlay film)을 가접하고 열 프레스를 이용하여 적층하는 과정을 거친다. 여기서 상기 커버레이 필름은 회로의 노출면을 보호하고 절연하기 위한 것으로서, 일정한 크기로 재단한 후, CNC 가공이나 금형 타발에 의해 불필요한 부분을 제거한 다음, 동적층판의 외측에 가접되고 적층된다.

한편, 다층의 연성인쇄회로기판을 제조하기 위해서는, 상기한 바와 같은 과정을 거쳐 커버레이가 적층된 다수의 동적층판으로 내층부를 형성하고, 별도로 재단된 동적층판으로 외층부를 형성하여 내층부와 외층부를 레이-업(Lay-Up) 한 다음, 층간접착제의 접착력을 이용하여 이들을 적층한다. 이러한 층간접착제는, 커버레이 필름과 유사하게, 필요한 크기로 재단된 후, CNC 가공이나 금형 타발에 의해 불필요한 부분을 제거한 다음 사용된다.

그런데, 상기와 같은 연성인쇄회로기판은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 그라운드 면적이 작아 연성인쇄회로기판의 시그널 회로를 흐르는 저항이 높고 전자기파를 차폐하는 것이 어렵다는 문제점이 있다.

둘째, 상기 연성인쇄회로기판에서 발생하는 노이즈 및 정전기로 인하여 연성인쇄회로기판을 통한 데이터 전송에 오류가 발생하게 되고 상기 연성인쇄회로기판이 사용된 전자제품의 불량을 야기하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 동적층판에 은 나노 코팅층을 형성함으로써 그라운드 면적을 극대화시켜 회로 패턴에 흐르는 전류의 저항을 감소시키고 전자기파의 차폐, 노이즈 및 정전기의 발생을 차단할 수 있는 연성인쇄회로기판 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판은, 폴리이미드기판과, 상기 폴리이미드 기판의 적어도 일면상에 형성되는 동박판과; 상기 동박판상에 형성되는 커버 레이어층와, 상기 커버 레이어층상에 형성되는 은 나노 코팅층을 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 은 나노 코팅층은 제 1 니켈층, 은나노층, 제 2 니켈층, 절연층을 포함하고, 상기 제 1 니켈층은 상기 동박판이 형성된 기판과 밀착시키고, 상기 제 2 니켈층은 상기 은나노층의 산화를 방지하는 점에 그 특징이 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 제조방법은, 폴리이미드기판의 적어도 일면상에 동박판을 형성하는 단계와, 상기 동박판상에 커버 레이어층를 형성하는 단계와, 상기 커버 레이어층상에 은 나노 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 은 나노 코팅층은 제 1 니켈층, 은나노층 , 제 2 니켈층, 절연층을 순차적으로 형성하며, 상기 은나노층은 스퍼터링 방식으로 100 ~ 1000 Å 두 께로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 연성인쇄회로기판 및 그 제조방법은 동적층판에 은 나노 코팅층을 형성함으로써 그라운드 면적을 극대화시켜 회로 패턴에 흐르는 전류의 저항을 감소시키고 전자기파의 차폐, 노이즈 및 정전기의 발생을 차단할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

제 1도는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 평면도이고, 제 2도는 상기 제 1도의 분해사시도이고, 제 3도는 상기 제 1도의 단면도이다. 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판은, 폴리이미드 기판(111)과, 상기 폴리이미드 기판(111)의 적어도 일면상에 형성되는 동박판(112)과; 상기 동박판(112)상에 형성되는 커버 레이어층(113)와, 상기 커버 레이어층(113)상에 형성되는 은 나노 코팅층(120)을 포함한다.

폴리이미드 기판(111)은 폴리이미드 재질의 필름 형태를 갖는다.

동박판(112)은 폴리이미드 기판(111)의 적어도 상면 또는 하면, 양쪽 면에 형성될 수 있다. 여기서, 동박판(112)은 구리 재질의 회로패턴으로 형성되며, 동박판(112)이 형성된 연성인쇄회로기판(100)은 다층으로 구조로 형성될 수 있다.

커버 레이어층(113)는 동박판(112)의 에칭된 동박회로의 노출면을 보호하고, 절연한다.

은 나노 코팅층(120)은 연성인쇄회로기판의 그라운드로 사용되며, 제 1 니켈층(121), 은나노층(122), 제 2 니켈층(123), 절연층(124)을 포함하여 형성된다. 여기서, 그라운드는 연성인쇄회로기판의 회로패턴으로 흐르는 전류의 저항을 줄여주며 전자기판의 차폐 및 노이즈와 정전기를 감소시켜 연성인쇄회로기판을 통하여 전달되는 데이터의 오류를 방지하게 된다.

그리고, 은 나노 코팅층(120)의 제 1 니켈층(121)은 150 ~ 160 Å, 은나노층(122)은 100 ~ 1400 Å, 제 2 니켈층(123)은 150 ~ 160 Å, 절연층(124)은 5㎛ 의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

제 1 니켈층(121)은 상기 동박판(112)이 형성된 기판과 밀착력을 향상시키고, 제 2 니켈층(123)은 은나노층(122)의 산화를 방지한다. 그리고, 절연층(124)은 은나노층(122)의 훼손방지 및 타 부품간의 간섭을 방지한다.

또한, 제 4a도 내지 제 4d도는 본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드 수지(111)의 적어도 일면에 동박층(112)이 형성된 동적층판(FCCL)을 투입한다. 이와 같이 투입된 동적층판은 필요한 패널의 크기에 부합되도록 재단된다. 재단된 동적층판은 CNC 가공 또는 레이저 가공을 통해 관통홀을 형성한 후, 동 도금을 실시하여 상기 동적층판의 양면이 전체적으로 도통되도록 한다. 다음으로 동적층판의 양면에 감광성 드라이 필름을 라미네이팅하여 적층시킨 후, 순차적으로 노광, 현상, 에칭하여 회로패턴을 형성한다.

다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 불필요한 부분을 제거하는 레이저 가공 후 재단된 커버레이 필름을 상기 회로패턴이 형성된 동박판(112)의 외측면에 가접한 다음, 핫 프레스(Hot press)의 열과 압력을 이용하여 이들을 적층시켜 커버레이층(113)을 형성한다. 그 다음으로, 세척, 금도금 등의 표면처리를 한 후, 회로 검사와 외곽 가공 등과 같은 후공정 거쳐 연성인쇄회로기판을 완성한다.

보다 상세하게는, 커버레이 필름이 투입되면, 레이저 가공부에서 조사되는 레이저 빔에 의해 불필요한 부분이 제거된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 피딩롤(Feeding Roll;321)에 감겨진 커버레이 필름은 롤러들을 통하여 이동하여 레이저부에서 방사되는 레이저 빔에 의해 가공된다. 이때 레이저부에서 공급되는 레이저 빔은 비연속적으로 조사되어 점가공이 되지 않도록 하여야 한다. 이를 위해 레이저 빔의 조사는 연속적으로 이루어져 선가공이 되는 것이 바람직하다.

이와 같이 레이저 가공된 커버레이 필름은 롤러를 통하여 와이딩 롤(Winding Roll)에 감기게 된다.

이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 커버 레이어층(113)이 형성된 연성인쇄회로기판의 적어도 일면에 제 1 니켈층(121) 및 은나노층(122)을 순차적으로 형성한다.

보다 상세하게는, 제 1 니켈층(121) 및 은나노층(122)은 스퍼터링 방식을 이용하여 차폐가 필요한 부분만 선택하여 도포한다. 이때, 제 1 니켈층(121)은 150 ~ 160 Å, 은나노층(122)은 100 ~ 1400 Å의 두께로 형성한다. 여기서, 제 1 니켈층(121)은 상기 동박판(112)이 형성된 기판과의 밀착력을 향상시키고, 은나노층(122)은 회로 패턴에 흐르는 전류의 저항을 현저하게 감소시키고, 전자기파의 차폐 및 노이즈와 정전기의 발생을 감소시킨다.

마지막으로, 도 4d에 도시된 바와 같이, 제 1 니켈층(121) 및 은나노층(122)이 형성된 기판상에 제 2 니켈층(123) 및 절연층(124)을 순차적으로 형성된다. 이때, 제 2 니켈층(123)은150 ~ 160 Å, 절연층(124)은 5㎛ 의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서, 제 2 니켈층(123)은 은나노층(122)의 산화를 방지하고, 절연층(124)은 은나노층(122)의 훼손방지 및 타 부품간의 간섭을 방지한다.

따라서, 상기와 같이 제 1 니켈층(121), 은나노층(122),제 2 니켈층(123) 및 절연층(124)이 순차적으로 형성된 은 나노 코팅층(120)은 연성인쇄회로기판(110)의 유연성을 최대한 저해하지 않으면서 그라운드 면적을 극대화하게 되며, 은 나노 코팅층은 연성인쇄회로기판의 회로패턴으로 흐르는 전류의 저항을 줄여주며 전자기판의 차폐 및 노이즈와 정전기를 감소시켜 연성인쇄회로기판을 통하여 전달되는 데이터의 오류를 방지하게 된다.

한편, 도시하지 않았지만 본 발명의 실시 예에 따른 연성인쇄회로기판을 다층으로 제조하기 위해서는, 내층부와 외층부를 각각 형성하고, 형성된 내층부와 외층부 사이에 층간접착제가 개재된 상태로 레이-업(Lay-Up)한 후, 핫프레스의 열과 압력을 이용하여 층간접착제의 접착력에 의해 상기 내층부와 외층부가 적층되도록 한다.

이와 같이 형성된 내층부와 외층부는 층간접착제가 개재된 상태로 레이-업된 후, 핫프레스에 의해 적층된다. 접착력을 갖는 층간접착제로는 폴리이미드 수지의 양면에 접착제층이 형성된 본드플라이(Bond ply), 단일의 접착제층으로 이루어진 본딩시트(Bonding sheet), 에폭시 수지(Epoxy resin)와 유리섬유(Glass fiber)로 이루어진 프리프레그(Prepreg) 등을 사용할 수 있다. 그 다음으로, 관통홀 가공과 동도금을 통해 내층부 및 외층부가 전체적으로 도통되도록 한 후, 노광, 현상, 에칭을 거쳐 외층부에 회로팬턴을 형성한 다음, 표면처리와 회로검사, 외곽 가공 등과 같은 후 공정 거쳐 다층의 연성인쇄회로기판을 완성한다.

이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 실시 예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

제 1도는 본 발명에 따른 연성인쇄회로기판의 평면도.

제 2도는 상기 제 1도의 분해사시도.

제 3도는 상기 제 1도의 단면도.

제 4a도 내지 제 4d도는 본 발명의 연성인쇄회로기판의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110 --- 연성인쇄회로기판

120 --- 은 나노 코팅층

121 --- 제 1 니켈층

122 --- 은나노층

123 --- 제 2 니켈층

124 --- 절연층

Claims (10)

1. 폴리이미드기판과;

   상기 폴리이미드 기판의 적어도 일면상에 형성되는 동박판과;

   상기 동박판상에 형성되는 커버 레이어층과;

   상기 커버 레이어층상에 형성되고, 순차적으로 형성된 제 1 니켈층, 은나노층, 제 2 니켈층, 절연층을 포함하는 은 나노 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 니켈층은 상기 동박판이 형성된 기판과 밀착시키고, 상기 제 2 니켈층은 상기 은나노층의 산화를 방지하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 은나노층은 100 ~ 1000 Å 두께인 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 은 나노 코팅층은 그라운드로 사용되는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로 기판.
6. 폴리이미드기판의 적어도 일면상에 동박판을 형성하는 단계와;

   상기 동박판상에 커버 레이어층을 형성하는 단계와;

   상기 커버 레이어층상에 순차적으로 형성된 제 1 니켈층, 은나노층, 제 2 니켈층, 절연층을 포함하는 은 나노 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
7. 삭제
8. 제 6항에 있어서,

   상기 은나노층은 스퍼터링 방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
9. 제 6항에 있어서,

   상기 은나노층은 100 ~ 1000 Å 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.
10. 제 6항에 있어서,

    상기 은나노층은 마스크를 이용하여 선택적으로 차폐 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 연성인쇄회로기판의 제조방법.

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